Các máy phát điện nano sản xuất điện từ lực cơ sinh

Đó là một sáng chế mới của các nhà nghiên cứu Viện Công nghệ Georgia. Sử dụng công nghệ nano họ cũng có thể tạo ra điện từ lực ngón tay ấn phím, khiến cho những người sử dụng điện thoại di động và các thiết bị cầm tay khác tiến gần hơn tới việc tự cấp điện cho mình từ việc ấn phím.

Công trình nghiên cứu của nhóm chứng tỏ rằng các máy phát điện cỡ nano có thể được điều khiển bằng hoạt động cơ học thông thường, ví dụ như rung động của âm thanh, vẫy cờ, ấn các ngón tay hoặc các con chuột cảnh chạy trên các bánh xe. Thu thập năng lượng tần số thấp như vậy từ chuyển động thông thường rất quan trọng bởi vì phần lớn năng lượng cơ sinh rất khác nhau, không giống như chuyển động cơ học thông thường được sử dụng để sản xuất điện với quy mô lớn hiện nay.

Máy phát điện nano sản sinh ra điện dựa trên hiệu ứng áp điện, một hiện tượng trong đó các vật liệu nhất định như các dây kẽm ôxít, tạo ra hạt tích điện khi chúng bị bẻ cong và sau đó được duỗi ra. Các dây này có đường kính từ 100 tới 800 nano mét và có chiều dài từ 100 tới 500 micron.

Để chế tạo ra các máy phát điện này, nhóm nghiên cứu đã nhồi các dây kẽm ôxít vào trong một chất nền polime dẻo, các dây này móc mỗi đầu cuối với một công tắc điện và với một Rào Shottky tại điểm cuối để kiểm soát dòng điện. Sau đó, họ gắn một trong những máy phát điện dây đơn này với vùng khớp của một ngón trỏ, hoặc kết nối bốn thiết bị dây đơn này vào một chiếc áo khoác màu vàng mặc cho một con chuột.

Lực chạy và cào của con chuột cảnh hoặc lực đập nhẹ của ngón tay sẽ uốn cong chất nền bên trong có nhồi các dây nano, làm sản sinh ra những lượng điện xoay chiều cực nhỏ. Tích hợp 4 máy phát điện  nano vào một chiếc áo khoác cho một con chuột cảnh sản sinh ra lượng điện lên tới 0,5 nano ămpe. Máy phát điện đơn từ ngón tay sản sinh ra lượng điện thấp hơn.

Nhóm nghiên cứu dự đoán, để tiếp điện cho một thiết bị cầm tay ví dụ như một tai nghe Bluetooth sẽ cần ít nhất hàng ngàn máy phát điện đơn có thể được chôn trong các môđun ba chiều. Các môđun này cũng có thể được cấy vào cơ thể để thu thập năng lượng từ các nguồn như chuyển động cơ hoặc rung động của mạch máu để tiếp năng lượng cho các thiết bị nano đo áp lực máu hoặc các dấu hiệu quan trọng khác.

(Nguồn Escience news)